一种旋转机架以及放射治疗系统的制作方法

1.本实用新型涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种旋转机架以及放射治疗系统。


背景技术：

2.放射治疗是利用放射线对特定目标区域(例如，恶性肿瘤等)进行局部治疗的方法,在放射治疗的预备或执行过程中，目标区域的位置、尺寸、形状等可能会发生变化。因此需要成像系统来提供目标区域的图像,从中可以监控目标区域并确定或调整适当的治疗计划。
3.磁共振成像（magnetic resonance imaging, mri）可以实现对目标区域的确定和/或监控,但mri具有磁场，在参与放射治疗的时候会对放射治疗设备（radiotherapy equipment，rt）的部件造成磁场影响，从而影响放射治疗的精准。
4.如果在每个部件外部增加屏蔽壳，则会导致系统整体体积的增大，不利于运输安装，并且成本会急剧增加。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种旋转机架以及放射治疗系统，解决现有技术中旋转机架不方便运输安装、安装精度不高、可制造性不强，以及在磁场环境下旋转机架的磁屏蔽的技术问题。
6.为达到上述技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：
7.一方面，本实用新型提供一种旋转机架，包括：
8.中心筒，所述中心筒为一体式结构；以及
9.屏蔽结构，所述屏蔽结构包括相对于所述中心筒对称设置的屏蔽组件，所述屏蔽组件分别设置于所述中心筒的两侧，所述屏蔽组件的轴线与所述中心筒的轴线重合；
10.其中，所述屏蔽组件包括若干个屏蔽板，各个所述屏蔽板可拆卸地拼接围合形成所述屏蔽组件，各个所述屏蔽板均与所述中心筒可拆卸连接。
11.在一些实施例中，所述中心筒包括筒体以及安装部，所述安装部固定设置在所述筒体两侧的外周面上，且所述安装部与所述屏蔽组件可拆卸连接。
12.在一些实施例中，所述安装部上形成有第一安装面，所述屏蔽板上形成有与所述第一安装面配合的第二安装面。
13.在一些实施例中，两个所述安装部中的其中设有第三安装面，所述第三安装面与固定机架的轴承安装面配合连接。
14.在一些实施例中，两个所述安装部之间连接有若干个加强筋，各个所述加强筋沿所述筒体的周向布置。
15.在一些实施例中，所述筒体的外周面开设有安装孔，所述安装孔内安装有放射源，所述放射源发射的治疗射线能够经由所述安装孔穿过所述筒体的外周面到达治疗区域。
16.在一些实施例中，所述筒体的外周面上固定设置有用于安装子系统的安装组件。
resonance imaging，mri)设备的图像引导放射治疗设备，还可以应用于包含mri的多模态成像设备，例如电子计算机断层扫描-磁共振成像（computed tomography
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magnetic resonance imaging，ct-mr）设备、组合正电子发射断层扫描-磁共振成像（positron emission computed tomography
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magnetic resonance imaging,pet-mr）设备或者组合正电子发射断层扫描-磁共振引导放射治疗（ positron emission computed tomography-computed tomography magnetic resonance imaging-linac，petmr-linac）设备的图像引导放射治疗设备中。在本实用新型中，仅以旋转机架应用于包括磁共振成像(mri)设备的图像引导放射治疗设备为例进行说明，而旋转机架应用于其他类型的设备中的原理与应用于包括磁共振成像(mri)设备的图像引导放射治疗设备中的原理实质相同，在此不一一赘述。
36.在一些实施例中，本实用新型提供的旋转机架包括中心筒100和屏蔽结构200，中心筒100为一体式结构，屏蔽结构200包括相对于中心筒100对称设置的屏蔽组件210，屏蔽组件210分别设置于中心筒100的两侧，屏蔽组件210的轴线与中心筒100的轴线重合，其中，屏蔽组件210包括若干个屏蔽板211，各个屏蔽板211可拆卸地拼接围合形成屏蔽组件210，各个屏蔽板211均与中心筒100可拆卸连接。
37.本实施例中，将中心筒100设置为一体式结构，进而可以简化旋转机架的安装步骤，减少受载部件的尺寸，易于运输和安装，而且中心筒100无分片式设计，无需用垫片调节由于分片引起的各分片的缝隙，提高安装面的安装精度，实现中心筒100的一次性安装，此外，中心筒100的安装面为一个整圆面，提高了可制造性，另外，将屏蔽组件210设置为可拆卸的分片式结构，方便后期对机架内的各个部件的维护，而且也方便进行安装，而且治疗设备和/或成像设备的部件安装于屏蔽结构200形成的屏蔽区域内后，可以避免磁共振成像设备产生的主磁场对该部分部件造成影响，保证放射治疗的精准度。
38.在一些实施例中，请参阅图1至图4，中心筒100为圆环形结构，中心筒100具有安装磁共振成像设备的孔径，中心筒100采用碳钢材质，具有较强的刚度，并且易于加工，中心筒100为整体式结构，可以直接安装到固定机架上的轴承安装面，易于安装。
39.在一些实施例中，请参阅图3和图4，中心筒100包括筒体110以及安装部120，安装部120固定设置在筒体110两侧的外周面上，且安装部120与屏蔽组件210可拆卸连接。
40.本实施例中，中心筒100由圆柱形的筒体110以及安装部120组成，筒体110具有孔径，并且为整体式结构，易于加工和运输，安装部120为整体式结构，方便与屏蔽组件210的连接，安装部120呈圆环形并为板状，安装部120的轴线与筒体110的轴线重合，安装部120的厚度可根据实际需求而定，本实用新型对此不做限定。
41.可选的，安装部120可与筒体110分开制造后再组合安装形成中心筒110，示例性的，安装部120可通过焊接、粘接等方式与筒体110固定连接。或者，安装部120可与筒体110一体成型，示例性的，安装部120与筒体110通过模具一体成型制作。
42.需要说明的是,本实用新型中安装部120的数量可以为两个或者一个，当安装部120的数量为一个时，一个安装部120上可以同时安装多个屏蔽板211，当安装部120的数量为两个时，两个安装部120与两个屏蔽组件210一一对应。
43.在一些实施例中，请参阅图4至图8，安装部120上形成有第一安装面120a，屏蔽板211上形成有与第一安装面120a配合的第二安装面211a。
44.本实施例中，为了实现安装部120与屏蔽板211的连接，在安装部120上形成第一安
装面120a，在屏蔽板211上形成第二安装面211a，第一安装面120a和第二安装面211a的形状适配，能够配合后实现安装部120与屏蔽板的安装。示例性的，将第一安装面120a与第二安装面211a配合后，通过螺栓固定，进而实现屏蔽板211与安装部120的可拆卸连接。优选的，第一安装面120a沿安装部120的周向延伸，从而可以与周向布置于中心筒100外的各个屏蔽板211的第二安装面211a配合。
45.需要说明的是，安装部120与屏蔽板211之间不限于采用螺栓连接的方式固定，在其他的实施例中，安装部120还可与屏蔽板211采用卡接等方式连接，本实用新型对此不做限定。
46.在一些实施例中，第一安装面120a和第二安装面211a均为台阶面。
47.本实施例中，第一安装面120a和第二安装面211a为互补的台阶面，当第一安装面120a与第二安装面211a配合时，屏蔽板211与安装部120形成一整体式的环形结构，美观性更好，而且采用台阶面的配合方式，无需在配合时进行对准，使屏蔽板211的安装更加方便。
48.可选的，第一安装面120a和第二安装面211a具有一个台阶，第一安装面120a和第二安装面211a的台阶相互配合，以实现屏蔽板211与安装部120的安装。当然，在其它的实施例中，第一安装面120a和第二安装面211a可以具有多个台阶，本实用新型对此不做限定。
49.在一些实施例中，请参阅图4，两个安装部120中的其中一个设有第三安装面120b，第三安装面120b与固定机架的轴承安装面配合连接。
50.本实施例中，旋转机架通过安装部120与固定机架转动连接，固定机架上具有一轴承安装面，安装部120具有与轴承安装面配合的第三安装面120b，通过第三安装面120b与轴承安装面的配合，以实现固定机架与旋转机架的连接。
51.在一些实施例中，第三安装面120b形成于第一安装面120a靠近筒体110的一侧，从而避免对安装部120与屏蔽板211的连接产生干涉，方便屏蔽板211与安装部120以及固定机架与安装部120之间的安装。
52.可选的，第三安装面120b为台阶面，该台阶面的形状与固定机架上的轴承安装面的形状适配，该台阶面上形成有若干个供连接件穿过的安装孔，当第三安装面120b与轴承安装面配合后，通过连接件将旋转机架与固定机架连接。
53.在一些实施例中，两个安装部110之间连接有若干个加强筋300，各个加强筋300沿筒体110的周向布置。
54.本实施例中，请参阅图4，筒体100的圆周面上设置有若干个加强筋300，加强筋300为板状，加强筋300的一侧固定连接于其中一个安装部120，加强筋300的另一侧固定连接于另外一个安装部120，从而增加整体结构的强度，避免旋转机架受力过大而变形。
55.可选的，加强筋300通过焊接、粘接等方式与两个安装部120固定连接。
56.在一些实施例中，请参阅图4和图9，筒体110的外周面开设有安装孔110a，安装孔110a内安装有放射源400，放射源400发射的治疗射线x能够经由安装孔110a穿过筒体110的外周面到达治疗区域。
57.本实施例中，筒体110上开设有安装孔110a，安装孔110a的形状与放射源400的形状适配，放射源400延伸至筒体110的孔径内，并能够发出治疗射线x，进而对位于筒体110的孔径内的对象进行治疗。示例性的，如图9所示，放射源400可以为rt的治疗头，发出治疗射线x到达位于筒体110的孔径内的治疗区域。
58.在一些实施例中，请参阅图2，筒体110的外周面上固定设置有用于安装子系统（图中未示出）的安装组件111，该安装组件111可与筒体110一体成型，安装组件111可以安装不同的子系统，例如电子组件、冷却组件、散热组件等其他工作组件，子系统位于屏蔽结构200的屏蔽范围内，可以避免磁场干扰，从而保证子系统的正常工作。示例性的，安装组件111可以为板状结构。
59.在一些实施例中，屏蔽组件210能够起到屏蔽磁场的作用，两个屏蔽组件210之间形成可以进行磁场屏蔽的屏蔽区域，进而达到防止磁场干扰子系统的目的。
60.可选的，屏蔽组件210由完全相同的9块屏蔽板211组成，9块屏蔽板211均为弧形板，且其弧度均为40
°
，9块屏蔽板211形成一环形面板，两块环形面板之间形成一环形的屏蔽区域，可以对安装于筒体110的外周面上的子系统进行磁场屏蔽。
61.当然，需要说明的是，本实用新型屏蔽板211的数量不限于9块，在其他的实施例中，屏蔽板211的数量还可为其它数量，例如6块、8块等，能够满足磁场屏蔽功能的技术方案均能用于本实用新型的实施方案中。
62.在一些实施例中，屏蔽板211上形成有若干个吊装孔211b，吊装孔211b用于进行吊装，从而方便屏蔽板211的安装。
63.在一些实施例中，单块屏蔽板211的重量在30kg内，单个人即可将屏蔽板211安装于安装部120上，方便旋转机架的组装。
64.在一些实施例中，屏蔽板211采用磁性材料，例如碳钢等材料，具有足够的刚度和强度，而且易于加工和焊接。
65.在一些实施例中，相邻的两个屏蔽板211之间通过搭接的方式可拆卸的拼接。
66.本实施例中，通过搭接的方式拼接各个屏蔽板211，可以减少各个屏蔽板211之间的缝隙，进而避免对磁场屏蔽的效果产生影响。示例性的，如图3所示，屏蔽板211的两侧分别形成有第一凸出部位和第二凸出部位，两个凸出部位分别位于屏蔽板211相对的两板面处，第一凸出部位用于与屏蔽板211一侧相邻的第二凸出部位配合，第二凸出部位用于与屏蔽板211另一侧相邻的第一凸出部位配合，进而达到减少连接缝隙的目的。
67.基于上述旋转机架，本实用新型还相应的提供一种放射治疗系统，请参阅图10，放射治疗系统包括成像设备500和治疗设备，成像设备500用于确定对象的目标区域和/或引导治疗射线x的发射，治疗设备用于向目标区域发射治疗射线x，治疗设备包括机架和位于机架内部的放射源400，治疗设备的等中心点与成像设备500的等中心点同轴，保证治疗设备的放射源400可以照射到患者的靶点，降低放射治疗设备的操作难度和复杂性。机架包括固定机架以及如上述各实施例所述的旋转机架，旋转机架与固定机架转动连接，具体通过中心筒100上的第三安装面120b与固定机架的轴承安装面配合连接，旋转机架的转动中心轴为中心筒100的轴线。
68.在一些实施例中，成像设备为磁共振成像设备，成像设备500位于治疗设备的径向内侧。
69.在一些实施例中，屏蔽组件210的外径大小与所述磁共振成像设备500产生的主磁场强度相关，具体的，屏蔽组件210的外径大小与磁共振成像设备500产生的主磁场呈正相关，磁共振成像设备500产生的主磁场强度越大，屏蔽组件210的外径大小越大。
70.本实施例中，如图1所示，安装在安装组件111上的子系统会受到磁共振成像设备
产生的主磁场的影响，因此，本实用新型实施例在旋转机架的两侧设置有屏蔽组件210，两个屏蔽组件210之间形成一个屏蔽区域，子系统位于该屏蔽区域内，磁共振成像设备产生的磁场在屏蔽区域位置会被屏蔽组件210削弱，从而减弱磁场对子系统的影响，甚至可以忽略不计。因此，本实施例中，当磁共振成像设备产生的主磁场强度变大时，磁共振成像设备产生的磁场对子系统的影响会变大，此时为了减少磁场对子系统的影响，会将子系统的放置位置沿旋转机架的径向方向向外移动，即使子系统在径向方向上远离磁共振成像设备，距离越远，磁感线的密度越低、磁场强度也相对更低，以减轻子系统受到的磁场影响。
71.进一步的，当子系统的放置位置沿旋转机架的径向方向向外移动后，相对的整个放射治疗系统的体积就会变的更大，使得旋转机架的安装运输会变得更困难，甚至可能因为体积过大而无法在医院内使用，因此，本实用新型实施例对屏蔽区域进行改进，让子系统不会被磁场影响的同时，尽可能的保持较小的体积。具体地，结合屏蔽板211的对磁场屏蔽的屏蔽指数、子系统所能承受的磁场强度、以及磁共振成像设备所产生的磁场强度，进行计算，获得子系统与磁共振成像设备之间的屏蔽距离，在此距离之下，子系统受到的磁场影响最小，根据获得的屏蔽距离将子系统安装在旋转机架上，根据子系统的安装位置，调整屏蔽组件210的外径尺寸，也就是调整屏蔽板211的高度，以保证子系统仍旧位于屏蔽区域内。
72.进一步的，在放射治疗系统中，子系统一般是不会发生改变的，例如电子器件、冷却系统等一般情况下不会被更改为其他子系统，所以在计算某个子系统的屏蔽距离时，子系统所能承受的磁场强度可以视为固定值，因此在不改变屏蔽板的屏蔽指数的情况下，可以获知：子系统与磁共振成像设备之间的屏蔽距离与磁共振成像设备的磁场强度呈正相关，即磁场强度越强屏蔽距离就越大，也就是说，磁场强度越强子系统设置的位置就越远，而为了保证子系统被保护在屏蔽区域内，屏蔽板的径向尺寸越大，即高度越高，所以即使磁共振成像设备产生的磁场强度变大，但是影响子系统的磁场强度并没有相应的变大，因此通过使屏蔽组件210的外径大小跟随磁共振成像设备产生的磁场强度变化，可以满足子系统的磁场屏蔽要求。
73.在一些实施例中，屏蔽板的屏蔽指数由板材材料、板材厚度等因素影响，因此除了改变子系统的放置位置，还可以增强屏蔽板的屏蔽指数，也就是采用屏蔽效果更强的屏蔽板或者增加屏蔽板的厚度等方式，以削弱子系统受到的磁场影响。
74.在一些实施例中，还可以同时改变子系统的放置位置和屏蔽板的屏蔽指数，这种情况下，可以避免由于子系统放置的位置过远而导致的设备体积增大的问题。
75.此外，由于本实用新型中屏蔽板211与中心筒100的连接方式为可拆卸方式，因此可根据子系统的磁场强度方便的进行不同尺寸、不同类型、不同材料的屏蔽板211的更换，进而可以保证屏蔽结构200的屏蔽性能可以满足屏蔽要求。
76.由于上文已对旋转机架进行详细描述，旋转机架具备的技术效果，放射治疗系统同样具备，故在此不再赘述。
77.需要说明的是，成像设备不限于磁共振成像（magnetic resonance imaging，mri）设备，在其他的实施例中，成像设备还可以是包含mri的多模态成像设备，例如电子计算机断层扫描-磁共振成像（computed tomography
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magnetic resonance imaging，ct-mr）设备、组合正电子发射断层扫描-磁共振成像（ positron emission computed tomography
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magnetic resonance imaging,pet-mr）设备或者组合正电子发射断层扫描-磁共振引导放
射治疗（ positron emission computed tomography magnetic resonance imaging-linac，petmr-linac）设备等。
78.在一些实施例中，所述成像设备500包括mri时，所述mri设置于所述治疗设备的中心筒100的孔径中，以使所述mri的等中心点与所述治疗设备的等中心点重合。
79.综上所述，本实用新型提供的旋转机架以及放射治疗系统，将中心筒100设置为一体式结构，进而可以简化旋转机架的安装步骤，减少受载部件的尺寸，易于运输和安装，而且中心筒100无分片式设计，无需用垫片调节由于分片引起的各分片的缝隙，提高安装面的安装精度，实现中心筒100的一次性安装，此外，中心筒100的安装面为一个整圆面，提高了可制造性，另外，将屏蔽组件210设置为可拆卸的分片式结构，方便后期对机架内的各个部件的维护，而且也方便进行安装，而且治疗设备和/或成像设备的部分部件（即所述子系统）安装于屏蔽结构形成的屏蔽区域内后，可以避免磁共振成像设备产生的主磁场对该部分部件造成的影响，保证放射治疗的精准度。
80.以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种旋转机架，其特征在于，包括：中心筒(100)，所述中心筒(100)为一体式结构；以及屏蔽结构(200)，所述屏蔽结构(200)包括相对于所述中心筒(100)对称设置的屏蔽组件(210)，所述屏蔽组件(210)分别设置于所述中心筒(100)的两侧，所述屏蔽组件(210)的轴线与所述中心筒(100)的轴线重合；其中，所述屏蔽组件(210)包括若干个屏蔽板(211)，各个所述屏蔽板(211)可拆卸地拼接围合形成所述屏蔽组件(210)，各个所述屏蔽板(211)均与所述中心筒(100)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的旋转机架，其特征在于，所述中心筒(100)包括筒体(110)以及安装部(120)，所述安装部(120)固定设置在所述筒体(110)两侧的外周面上，且所述安装部(120)与所述屏蔽组件(210)可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的旋转机架，其特征在于，所述安装部(120)上形成有第一安装面(120a)，所述屏蔽板(211)上形成有与所述第一安装面(120a)配合的第二安装面(211a)。4.根据权利要求2或3所述的旋转机架，其特征在于，两个所述安装部(120)中的其中一个设有第三安装面(120b)，所述第三安装面(120b)与固定机架的轴承安装面配合连接。5.根据权利要求2所述的旋转机架，其特征在于，两个所述安装部(120)之间连接有若干个加强筋(300)，各个所述加强筋(300)沿所述筒体的周向布置。6.根据权利要求2所述的旋转机架，其特征在于，所述筒体(110)的外周面开设有安装孔(110a)，所述安装孔(110a)内安装有放射源，所述放射源发射的治疗射线(x)能够经由所述安装孔(110a)穿过所述筒体(110)的外周面到达治疗区域。7.根据权利要求2所述的旋转机架，其特征在于，所述筒体(110)的外周面上固定设置有用于安装子系统的安装组件(111)。8.根据权利要求1所述的旋转机架，其特征在于，相邻的两个所述屏蔽板(211)之间通过搭接的方式可拆卸的拼接。9.一种放射治疗系统，其特征在于，包括成像设备(500)和治疗设备，所述成像设备(500)用于确定对象的目标区域和/或引导治疗射线(x)的发射；所述治疗设备用于向所述目标区域发射治疗射线(x)，所述治疗设备包括机架和位于所述机架内部的放射源(400)，所述治疗设备的等中心点与所述成像设备(500)的等中心点同轴；其中，所述机架包括固定机架以及如权利要求1-8任意一项所述的旋转机架，所述旋转机架与所述固定机架转动连接，所述旋转机架的转动中心轴为所述中心筒(100)的轴线。10.根据权利要求9所述的放射治疗系统，其特征在于，所述成像设备(500)为磁共振成像设备，所述成像设备(500)位于所述治疗设备的径向内侧。

技术总结
本实用新型公开了一种旋转机架以及放射治疗系统，旋转机架包括中心筒以及屏蔽结构，所述中心筒为一体式结构，所述屏蔽结构包括相对于所述中心筒对称设置的屏蔽组件，所述屏蔽组件分别设置于所述中心筒的两侧，所述屏蔽组件的轴线与所述中心筒的轴线重合,所述屏蔽组件包括若干个屏蔽板，各个所述屏蔽板可拆卸地拼接围合形成所述屏蔽组件，各个所述屏蔽板均与所述中心筒可拆卸连接。本实用新型解决了现有技术中旋转机架不方便运输安装、安装精度不高、可制造性不强，以及在磁场环境下旋转机架的磁屏蔽的技术问题。的磁屏蔽的技术问题。的磁屏蔽的技术问题。


技术研发人员：杨坤 张剑
受保护的技术使用者：上海联影医疗科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/9/1